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壓榨機一體式稀土滑動軸瓦全密封裝置的應用

新型壓榨機一體式稀土銅合金滑動軸瓦，專門為軸頸軸瓦設計配套的新型潤滑油脂全密封裝置，防止潤滑油脂向外隨意泄漏，保護軸瓦不受蔗汁侵入，延長了軸頸軸瓦的使用壽命，減少潤滑油脂使用量，實現清潔生產，已開始在糖廠應用。

1、前言

由南寧鈦銀科技有限公司研制的壓榨機一體式稀土銅合金滑動軸瓦近幾年內已在很多糖廠得到應用。這種新型軸瓦采用稀土銅合金材料，軸瓦和軸承座冶金熔覆成一體，采用了新的冷卻水系統，軸瓦承載能力加大，溫升低，運行安全可靠，磨損量小，也是專門為軸頸軸瓦全密封設計的新型軸瓦，這一新型軸瓦已經在《廣西糖業》作過介紹^[1]。

去年，我公司在這種新型軸瓦上，加裝了潤滑油脂全密封裝置，即在輥軸軸頸兩側加裝耐油橡膠層和壓蓋，防止軸瓦工作面的潤滑油脂從兩端頭隨意外泄（見圖1、圖2），在廣西東門南華糖業有限責任公司實際運行中收到了較好的效果。

 

圖1常規使用檔汁環密封裝置潤滑油脂大量從軸瓦端口處溢出

 

圖2  新型全密封裝置潤滑油脂從指定通道有序排出

 

2、軸頸軸瓦全密封效果

2.1  由于壓榨機是低轉速重負荷，可以采用接觸式密封型式，加裝密封膠圈，防止潤滑油向外大量泄漏，保證工作面有足夠的潤滑油脂，保護了軸頸和軸瓦的安全運行。

2.2  防止外部蔗汁、蔗糠侵入軸瓦內，避免輥軸軸頸受侵蝕和潤滑油脂受污染失效。

2.3  減少了潤滑油脂的使用量， 2015/2016年榨季在廣西南華東門糖業有限責任公司B線使用，油脂用量減少20～30%，萬噸甘蔗用油脂量僅為18-23公斤（5座壓榨機耗用量計）。

2.4  保證了生產環境的清潔和食品安全，改變了白糖終端用戶到壓榨車間參觀，對大量潤滑油脂可能會掉進蔗汁槽內會對食品安全造成影響的擔心，保證了車間的清潔生產秩序。

2.5  減輕了壓榨車間冷卻水的油水分離處理系統的負荷量。

2.6  減輕了壓榨車間電力系統負荷量，減少軸頸軸瓦的磨損量。

2.7  可回收正常排出的潤滑油脂，對其進行再利用（用在其它低負荷的設備上）。

2.8  大大減輕了設備的清潔維護和處理廢油脂的工作量。

3、運行數據的查定

2016年元月15日廣西糖業協會和廣西糖業學會組織專家組對一體式稀土銅合金軸瓦及全密封裝置運行結果進行查定。東門糖廠B線壓榨機為φ1000×2000㎜規格，2015/2016年榨季平均日榨蔗量為7000噸，全榨季榨蔗61萬噸。查定工作是在#3座壓榨機進行的。（有查定報告）

3.1  潤滑油脂使用量17.95公斤萬噸甘蔗。

3.2  軸頸溫度16-27度, 符合生產要求。

3.3  軸瓦冷卻水出水口溫度19.6-23.3度, 符合生產要求。

3.4  查定期間，沒有發現外部蔗汁蔗渣浸入軸頸軸瓦從而導致潤滑油污染。

3.5  軸頸軸瓦密封良好，沒有廢油脂四處流出，裝有排油管，油脂回收再利用，現場干凈。

3.1 3#壓榨機改造內容

    面輥、前輥和后輥6套滑動軸瓦全部更換成一體式TTK稀土銅合金軸瓦，都采用安裝新型全密封裝置。并釆用單獨加油計量裝置。

3.2 停榨后查定數據

表1和表2  軸頸軸瓦查定測量由廣西東門南華糖業有限公司負責測量提供數據。潤滑油脂兩個榨季使用同一品牌油脂。

14/15榨季榨量59萬噸，第3座為糖廠常規使用的檔汁環密封，表示（常規檔汁環密封）。15/16榨季榨量61萬噸，第3座為使用新型軸頸軸瓦全密封，表示（全軸頸軸瓦密封）。

   表1    兩個榨季（運行前和榨季結束后）軸頸磨損對比數據   單位mm

表2    兩個榨季（運行前和榨季結束后）軸瓦磨損對比數據   單位mm      

 

4.  數據分析

4.1  常規檔汁環密封6頭榨輥軸頸平均磨損量1.67mm，全密封6頭榨輥軸頸平均磨損量0.14mm。

常規檔汁環密封的軸頸比全密封的軸頸增加11倍磨損量。

4.2  常規檔汁環密封6頭軸瓦平均磨損量2.05mm，全密封6頭軸瓦平均磨損量0.48mm。

常規檔汁環密封的軸瓦比全密封的軸瓦增加4.2倍磨損量。

4.3  15/16榨季第三座軸頸軸瓦全密封后能阻止蔗汁蔗渣進入軸瓦內，阻止潤滑油脂隨意外流，保持足夠油脂在軸瓦軸頸內潤滑，軸頸軸瓦面光滑，磨損量小。

4.4  14/15榨季第三座軸頸軸瓦釆用糖廠原來的常規檔汁環密封方式，軸頸軸瓦磨損量較大。

4.5  采用新型一體式稀土銅合金軸瓦后，榨輥軸頸的磨損量均很小。但是我們發現沒有進行全密封軸頸軸瓦磨損量大大高于全密封軸頸軸瓦。這從反面印證了滑動軸瓦應進行全面密封的重要性。

4.6  一體式6套稀土銅合金軸瓦的銅鋼冶金熔合處未發現有開裂，也未發現鋼座，銅瓦面有變型及開裂現象。

4.7  軸頸軸瓦的全密封，排出廢油脂統一回收再利用，沒有大量廢油脂外流，解決廢油脂對環境及蔗汁的污染。

4.8  軸頸軸瓦的全密封，油脂使用量每萬噸甘蔗平均18-23公斤。

4.9  軸頸軸瓦沒有全密封，油脂使用量每萬噸甘蔗平均30-35公斤。

5.  銅合金材料

5.1 由于一體式稀土銅合金軸瓦本身承載強度達580Mpa，銅瓦采用新型的稀土銅合金材料，韌性好, 傳熱速度比錫青銅大30%，耐溫比錫青銅大300度，耐磨性比錫青銅大3倍，金屬間運行磨擦不產生銅粉，采用新型冷卻水路，加大冷卻面積，潤滑油脂用量減少，軸頸軸瓦磨損量減少，見表1和表2，安裝全密封裝置更能起到很好的效果作用。

5.2  而傳統軸瓦材料為錫青銅，承壓能力較差，金屬間運行易磨擦產生銅粉，如采用全密封，油脂停留在軸瓦內時間長, 產生的銅粉與油脂混合后無法盡快排出軸瓦外，造成 軸頸軸瓦溫度升高，加大軸頸軸瓦磨損量，效果不好。常規使用的錫青銅軸瓦材料，潤滑油脂不僅要起潤滑作用，還要靠過量的油脂帶走一部分熱量和產生的銅粉，避免軸溫過高，潤滑油脂用量增大。

5.3  例子；傳統軸瓦材料錫青銅2011/12榨季在扶南A線安裝使用過，80%軸頸軸瓦溫度在70度以上，把密封調節環松開流出熱油脂達到100度，熱油脂流完后軸瓦溫度降到40度以內，熱油脂流出伴有發亮銅粉，排出廢油脂經送樣分析銅粉鐵粉含量很高。運行溫度高油脂失去潤滑作用，破壞油脂潤滑功能，軸頸軸瓦加大磨損量。說明傳統軸瓦材料錫青銅不適應用于全密封裝置。

6、經濟效益

    現有的傳統錫青銅軸瓦在使用殘舊后，要更換新軸瓦時，建議采用一體式新型稀土銅合金軸瓦和安裝軸頸軸瓦全密封裝置。將延長軸頸維修時間和延長榨輥軸使用壽命，延長軸瓦使用壽命，減少油脂的使用量，回收部份油脂再利用，減少廢油脂處理工作量，減少廢油脂對環境污染。產生效益是明顯的可見。